A rotorrúd hibáinak megértése

Eszközök

Hordozható kiegyensúlyozó és rezgéselemző Balanset-1A

$2,358.31

Alkatrészek

Vibrációs érzékelő

$107.47

Alkatrészek

Optikai érzékelő (lézeres fordulatszámmérő)

$148.07

Eszközök

Balanset-4

$8,123.32

Alkatrészek

Mágneses állvány mérete 60 kgf

$54.93

Alkatrészek

Fényvisszaverő szalag

$11.94

Eszközök

Dinamikus kiegyensúlyozó "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definíció: Mik a rotorrúd hibái?

Rotorrúd hibák (más néven törött rotor rudak vagy repedt rotor rudak) törések, repedések vagy nagy ellenállású csatlakozások a kalitkás indukciós motorok rotorjainak vezető rúdjaiban. A kalitkás rotorok vasmag hornyaiba ágyazott alumínium vagy réz rudakból állnak, amelyek mindkét végét rövidre záró gyűrűk (véggyűrűk) kötik össze. Amikor a rudak eltörnek vagy a véggyűrűs csatlakozások megrepednek, az elektromos áram nem tud megfelelően átfolyni a sérült rudakon, ami elektromágneses aszimmetriát, pulzáló nyomatékot és karakterisztikus... rezgés és a jelenlegi aláírások oldalsávok csúszási frekvenciatávolságnál.

A rotorrúd hibái a motorhibák 10-15%-jét teszik ki, és különösen problémásak, mivel egyetlen törött rúdtól több meghibásodásig terjedhetnek, súlyos rezgést, nyomatékpulzációt és végül motorhibát okozva, ha nem észlelik és nem javítják ki őket.

A rotorrúd hibáinak típusai

1. Törött rotorrudak

• Leírás: A vezetősín teljes törése
• Elhelyezkedés: Jellemzően a véggyűrűk közelében, ahol a hő- és mechanikai feszültség koncentrálódik
• Előrehaladás: Általában repedéssel kezdődik, majd teljes töréshez vezet.
• Több sáv: Egyetlen törött rúd növeli a szomszédos rudakra nehezedő feszültséget, ami fokozatos meghibásodáshoz vezet

2. Repedt véggyűrűk

• Leírás: Törések a rotorrudakat összekötő rövidre záró gyűrűkben
• Hatás: Hasonló a törött rudakhoz – megzavarja az áram áramlását
• Elhelyezkedés: Gyakran a gyűrű és a rúd kereszteződésénél
• Gyakoribb itt: Nagy motorok, gyakran induló motorok, nagy tehetetlenségű terhelések

3. Nagy ellenállású illesztések

• Leírás: Rossz elektromos csatlakozás a rudak és a véggyűrűk között
• Ok: Gyártási hibák, hőciklusok, korrózió
• Hatás: Hasonló tünetek, mint a törött rudaké, de időszakosan jelentkezhetnek
• Érzékelés: Finomabb aláírások, mint a teljes szünetek

4. Rotor porozitása

• Üregek az öntött alumínium rotorokban
• Csökkenti a vezető effektív keresztmetszetét
• Repedésekké és törésekké alakulhat
• Gyártási hiba, de előfordulhat, hogy csak később jelentkezik

A rotorrúd meghibásodásának okai

Termikus feszültségek

• Termikus ciklus: Tágulás/összehúzódás az indítástól/leállítástól kezdve
• Differenciális tágulás: Az alumínium rudak jobban tágulnak, mint a vasmag
• Forró pontok: Lokalizált túlmelegedés a nagy ellenállás miatt
• Gyakori indulások: Minden indítás hősokkot okoz

Mechanikai feszültségek

• Centrifugális erők: Különösen a nagy sebességű motorokban
• Elektromágneses erők: Pulzáló erők működés közben
• Indító nyomaték: A nagy áramerősség indításkor mechanikai feszültséget okoz
• Rezgés: Külső rezgéscsillapító rudak

Gyártási hibák

• Porozitás öntött rotorokban
• Rossz gyűrűkötés a rúd és a vég között
• Anyagzárványok vagy üregek
• Nem megfelelő hőkezelés

Üzemeltetési feltételek

• Gyakori indítás: Termikus és elektromágneses stressz
• Nagy tehetetlenségi nyomatékok: A hosszú gyorsítási idők növelik a rúdfeszültséget
• Zárolt rotor események: Extrém áramlatok és erők
• Egyfázisú: Egyetlen fáziskieséssel történő működés aszimmetrikus áramokat hoz létre

Rezgésjel

Jellemző minta

A rotorrúd hibáinak jellemzője az oldalsávok a futási sebesség körül:

• Központi csúcs: 1× futási sebesség (fr)
• Oldalsávok: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
• Ahol fs = csúszási frekvencia (jellemzően 1-3 Hz)
• Minta: Szimmetrikus oldalsávok, amelyek csúszási frekvencia intervallumokban vannak elosztva

A csúszási frekvencia kiszámítása

• fs = (Nszinkron – Naktuális) / 60
• Példa: 4 pólusú, 60 Hz-es motor
• Nszinkron = 1800 RPM, Naktuális = 1750 RPM
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0,833 Hz
• Az oldalsávok 29,17 ± 0,833 Hz-nél (28,3 Hz és 30,0 Hz) jelennek meg.

Terhelésfüggőség

• Nincs terhelés: Minimális oldalsávok (alacsony csúszás, alacsony áram a törött rudakon keresztül)
• Könnyű terhelés: Kis oldalsávok kezdenek megjelenni
• Teljes terhelés: Erős oldalsávok, a legkézenfekvőbb diagnózis
• Diagnosztikai stratégia: Terhelés alatt tesztelje a legjobb érzékenységet

Jelenlegi aláírás (MCSA)

A motoráram elemzése ugyanazt a mintázatot mutatja, mint a rezgés:

• Oldalsávok a vonalfrekvencia körül (nem a futási sebesség körül)
• Minta: fvonal ± 2fs (a csúszási frekvencia kétszerese az áramban)
• 60 Hz-es motor esetén 1 Hz-es szlippel: oldalsávok 58 Hz-nél és 62 Hz-nél
• Az amplitúdó a törött rudak számával növekszik
• Bizonyos esetekben a rezgésnél korábban is észlelhető

Észlelés és diagnózis

Rezgéselemzési eljárás

1. Várható minta kiszámítása: Szinkronsebesség meghatározása, tényleges sebesség mérése, csúszási frekvencia kiszámítása
2. Nagy felbontású FFT: Használjon finom felbontást (< 0,2 Hz) az oldalsávok feloldásához
3. Oldalsávok keresése: Csúcsok keresése 1× ± csúszási frekvencián
4. Terhelés alatt: Motor normál üzemi terhelés alatti vizsgálata
5. Minta megerősítése: Szimmetrikus oldalsávok ellenőrzése a megfelelő távolságon

Súlyossági értékelés

• Oldalsáv < 40% 1× csúcsból: Lehetséges egyetlen törött rúd, monitor
• 40-60% 1×-ből: Megerősített törött rúd(ok), terv szerinti csere
• > 60% az 1×-ből: Több törött rúd, sürgős cserére van szükség
• Oldalsávok > 1× csúcs: Súlyos állapot, azonnali beavatkozás szükséges

Következmények és előrehaladás

Kezdeti meghibásodás (egyetlen rúd)

• Enyhe nyomatékpulzáció
• Kis oldalsávok megjelenése
• Hónapokig működhet egyetlen törött rúddal
• Teljesítménycsökkenés minimális

Progresszív kudarcok (több sáv)

• A szomszédos rudak túlmelegednek a megnövekedett áram miatt
• A hőfeszültség további meghibásodásokat okoz
• A nyomatékpulzációk növekednek
• A rezgés súlyossá válik
• Hetek alatt egyetlen sávról több sávra is áttérhet

Súlyos állapot

• Több szomszédos törött rúd
• Súlyos nyomatékpulzáció
• Magas rezgés és zajszint
• A rotor túlmelegedése
• A rotor teljes meghibásodásának veszélye
• A túláram károsíthatja az állórészt

Javító intézkedések

Észleléskor

• Növelje a monitorozás gyakoriságát (havi → heti)
• MCSA elvégzése a diagnózis megerősítéséhez
• Tervezze meg a motor vagy a rotor cseréjét
• Készítsen elő tartalék motort kritikus alkalmazás esetén
• Vegye figyelembe a kiváltó okot (miért törtek el a rudak)

Javítási lehetőségek

• Rotor csere: A legmegbízhatóbb megoldás nagy motorokhoz
• Teljes motorcsere: Gyakran a leggazdaságosabb kismotorok esetén
• Rotor újraöntése: A szaküzletekben újraönthetik az alumínium rotorokat
• Ideiglenes működés: Egyetlen törött rúd lehetővé teheti a folyamatos működést felügyelet mellett

Megelőzés

• Minimalizálja a gyakori indításokat (lágyindítókat vagy frekvenciaváltókat használjon)
• Kerülje az egyfázisú állapotokat
• Biztosítson megfelelő szellőzést és hűtést
• Használjon a kitöltési ciklusra méretezett motorokat (gyakori indítású motorok nagy ciklusszámú alkalmazásokhoz)
• Figyelemmel kíséri a korai észlelést, mielőtt több meghibásodás történne

A rotorrúd-hibák a diagnosztikailag legmegkülönböztetőbb motorhibák közé tartoznak, jellegzetes csúszási frekvencia oldalsávjaik lehetővé teszik a megbízható észlelést mind a rezgés, mind az áram elemzése révén. A korai azonosítás lehetővé teszi a tervezett motorcserét, mielőtt a rotorrúd többszörös meghibásodásához vezetne, ami katasztrofális rotorkárosodást és hosszabb, nem tervezett állásidőt okozhat.

---

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez